peróxido de acetona

Peróxido de acetona ( / æ s ə ˈ t ə ʊ n p ɛr ˈ ɒ k s aɪ d /^ⓘ también llamadoAPEXymadre de Satanás ^{[ 3 ] [ 4 ]} ) es unperóxido orgánicoy unexplosivo primario. Se produce por la reacción deacetona,peróxido de hidrógenoy un catalizador ácido fuerte para producir una mezcla demonómeroycíclicasde dímero,trímeroytetrámero. El monómero esdimetildioxirano. El dímero se conoce como diperóxido de diacetona(DADP). El trímero se conoce comotriperóxido de triacetona(TATP) operóxido de acetona tricíclico(TCAP). El peróxido de acetona toma la forma de un polvo cristalino blanco con un olor distintivolejíacuando está impuro, o un olor afrutado cuando está puro, y puedeexplotarpoderosamente si se somete acalor,fricción,electricidad estática,ácido sulfúrico concentradoradiación UVfuerteochoque. Hasta aproximadamente 2015, los detectores de explosivos no estaban configurados para detectar explosivos sin nitrógeno, ya que la mayoría de los explosivos utilizados antes de ese año eran a base de nitrógeno. El TATP, al no contener nitrógeno, se ha utilizado como explosivo predilecto en variosatentadosterroristas

El peróxido de acetona (específicamente, el triperóxido de triacetona) fue descubierto en 1895 por el químico alemán Richard Wolffenstein . ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} Wolffenstein combinó acetona y peróxido de hidrógeno . Luego dejó reposar la mezcla durante una semana a temperatura ambiente, tiempo durante el cual precipitó una pequeña cantidad de cristales, que tenían un punto de fusión de 97 °C (207 °F) . ^{[ 8 ]}  

En 1899, Adolf von Baeyer y Victor Villiger describieron la primera síntesis del dímero y describieron el uso de ácidos para la síntesis de ambos peróxidos. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} Baeyer y Villiger prepararon el dímero combinando persulfato de potasio en éter dietílico con acetona, bajo enfriamiento. Después de separar la capa de éter, el producto fue purificado y se encontró que fundía a 132–133 °C (270–271 °F) . ^{[ 14 ]} Encontraron que el trímero podía prepararse agregando ácido clorhídrico a una mezcla fría de acetona y peróxido de hidrógeno. ^{[ 15 ]} Al utilizar el descenso de los puntos de congelación para determinar los pesos moleculares de los compuestos, también determinaron que la forma de peróxido de acetona que habían preparado a través de persulfato de potasio era un dímero, mientras que el peróxido de acetona que se había preparado a través de ácido clorhídrico era un trímero, como el compuesto de Wolffenstein. ^{[ 16 ]}  

El trabajo sobre esta metodología y sobre los diversos productos obtenidos fue investigado más a fondo a mediados del siglo XX por Milas y Golubović. ^{[ 17 ]}

El nombre químico peróxido de acetona se usa más comúnmente para referirse al trímero cíclico, producto de una reacción entre dos precursores , peróxido de hidrógeno y acetona, en una adición nucleofílica catalizada por ácido , aunque también son posibles las formas monoméricas y diméricas. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

Específicamente, también se pueden formar dos dímeros, uno cíclico (C ₆ H ₁₂ O ₄ ) y uno de cadena abierta (C ₆ H ₁₄ O ₄ ), así como un monómero de dihidroperóxido abierto (C ₃ H ₈ O ₄ ), ^{[ 20 ]} ; bajo un conjunto particular de condiciones de concentración de reactivo y catalizador ácido, el trímero cíclico es el producto principal. ^{[ 17 ]} En condiciones neutras, se informa que la reacción produce el peróxido orgánico monomérico . ^{[ 17 ]} También se ha descrito una forma tetramérica, bajo diferentes condiciones catalíticas, ^{[ 21 ]} aunque no exenta de disputas y controversias. ^{[ 22 ] [ 23 ]}

La ruta más común para obtener TATP casi puro es H₂O₂ _{/ acetona} / HCl en proporciones molares 1:1:0,25, utilizando peróxido de hidrógeno al 30%. Este producto contiene muy poco o nada de DADP, con trazas mínimas de compuestos clorados. Se puede obtener un producto con una gran fracción de DADP a partir de H₂O₂ al 50% _utilizando grandes _cantidades de ácido sulfúrico concentrado como catalizador , o bien con H₂O₂ al 30% _{y grandes} cantidades de HCl como catalizador. ^{[ 23 ]}

El producto elaborado con ácido clorhídrico se considera más estable que el elaborado con ácido sulfúrico. Se sabe que las trazas de ácido sulfúrico atrapadas dentro de los cristales de peróxido de acetona formados provocan inestabilidad. De hecho, el ácido sulfúrico atrapado puede inducir la detonación a temperaturas tan bajas como 50 °C (122 °F) . Este es el mecanismo más probable detrás de las explosiones accidentales de peróxido de acetona que ocurren durante el secado en superficies calientes. ^{[ 24 ]}  

Los peróxidos orgánicos en general son explosivos sensibles y peligrosos, y todas las formas de peróxido de acetona son sensibles a la iniciación . El TATP se descompone de forma explosiva; el examen de la descomposición explosiva del TATP en el borde mismo del frente de detonación predice "la formación de acetona y ozono como los principales productos de descomposición y no los productos de oxidación esperados intuitivamente". ^{[ 25 ]} Se crea muy poco calor por la descomposición explosiva del TATP en el borde mismo del frente de detonación; el análisis computacional anterior sugiere que la descomposición del TATP es una explosión entrópica . ^{[ 25 ]} Sin embargo, esta hipótesis ha sido cuestionada por no ajustarse a las mediciones reales. ^{[ 26 ]} La afirmación de explosión entrópica se ha vinculado a los eventos justo detrás del frente de detonación. Los autores de Dubnikova et al. de 2004. El estudio confirma que una reacción redox final (combustión) de ozono, oxígeno y especies reactivas en agua, diversos óxidos e hidrocarburos tiene lugar aproximadamente 180 ps después de la reacción inicial, dentro de aproximadamente un micrón de la onda de detonación. Los cristales de TATP que detonan alcanzan finalmente una temperatura de 2300 K (2030 °C; 3680 °F) y una presión de 80 kbar. ^{[ 27 ]} La energía final de la detonación es de aproximadamente 2800 kJ/kg (medida en helio), suficiente para elevar brevemente la temperatura de los productos gaseosos a 2000 °C (3630 °F) . El volumen de gases en condiciones normales de presión y temperatura (CNPT) es de 855 L/kg para TATP y de 713 L/kg para DADP (medido en helio). ^{[ 26 ]}      

Se informa que la forma tetramérica del peróxido de acetona, preparada en condiciones neutras utilizando un catalizador de estaño en presencia de un quelante o un inhibidor general de la química de radicales , es más estable químicamente, aunque sigue siendo un explosivo primario muy peligroso . ^{[ 21 ]} Su síntesis ha sido cuestionada. ^{[ 23 ]}

Tanto el TATP como el DADP son susceptibles a la pérdida de masa por sublimación . El DADP tiene un peso molecular menor y una presión de vapor mayor ; esto hace que el DADP sea más propenso a la sublimación que el TATP. Esto puede conducir a un crecimiento peligroso de cristales cuando los vapores se depositan si los cristales se han almacenado en un recipiente con tapa roscada. Este proceso de sublimación y deposición repetidas también produce un cambio en el tamaño de los cristales por maduración de Ostwald . Se pueden utilizar varios métodos para el análisis de trazas de TATP, ^{[ 28 ]} incluyendo cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), ^{[ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]} cromatografía líquida de alta resolución-espectrometría de masas (HPLC-MS), ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} y HPLC con derivatización post-columna. ^{[ 39 ]} El peróxido de acetona es soluble en tolueno, cloroformo, acetona, diclorometano y metanol. ^{[ 40 ]} La recristalización de explosivos primarios puede producir cristales grandes que detonan espontáneamente debido a la tensión interna. ^{[ 41 ]}

• 
  peróxido de acetona tetramérico
• 
  Depósitos cristalinos de TATP sublimado.

Los peróxidos de cetona , incluidos el peróxido de acetona y el peróxido de metil etil cetona , se utilizan como iniciadores en reacciones de polimerización , por ejemplo, de resinas de silicona o poliéster , en la fabricación de compuestos reforzados con fibra de vidrio . Para estos usos, los peróxidos suelen presentarse en forma de solución diluida en un disolvente orgánico; el peróxido de metil etil cetona es el más común para este fin, ya que es estable durante su almacenamiento.

El peróxido de acetona se utiliza como agente blanqueador de harina para blanquear y "madurar" la harina. ^{[ 42 ]} Los peróxidos de acetona son subproductos no deseados de algunas reacciones de oxidación, como las utilizadas en las síntesis de fenol . ^{[ 43 ]} Debido a su naturaleza explosiva, su presencia en procesos químicos y muestras químicas crea situaciones potencialmente peligrosas. Por ejemplo, el peróxido de triacetona es el principal contaminante que se encuentra en el éter diisopropílico como resultado de la oxidación fotoquímica en el aire. ^{[ 44 ]} Es posible su aparición accidental en laboratorios ilícitos de MDMA . ^{[ 45 ]}

Se utilizan numerosos métodos para reducir su aparición, entre ellos, modificar el pH para que sea más alcalino, ajustar la temperatura de reacción o añadir inhibidores de su producción. ^{[ 43 ]}

El TATP se ha utilizado en ataques con bombas y ataques suicidas y en dispositivos explosivos improvisados, incluidos los atentados de Londres del 7 de julio de 2005 , donde cuatro terroristas suicidas mataron a 52 personas e hirieron a más de 700. ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]} Fue uno de los explosivos utilizados por el "terrorista del zapato" Richard Reid ^{[ 50 ] [ 51 ] [ 49 ]} en su fallido intento de atentado con bomba en el zapato en 2001 y fue utilizado por los terroristas suicidas en los ataques de París de noviembre de 2015 , ^{[ 52 ]} los atentados de Bruselas de 2016 , ^{[ 53 ]} el atentado de Manchester Arena , el ataque de Bruselas de junio de 2017 , ^{[ 54 ]} el atentado de Parsons Green , ^{[ 55 ]} los atentados de Surabaya , ^{[ 56 ]} y los atentados de Pascua de Sri Lanka de 2019 . ^{[ 57 ] [ 58 ]} La policía de Hong Kong afirma haber encontrado 2 kg (4,4 lb) de TATP entre armas y materiales de protesta en julio de 2019, cuando se llevaban a cabo protestas masivas contra un proyecto de ley que permitía la extradición a China continental . ^{[ 59 ]} La sobrepresión de la onda de choque del TATP es el 70 % de la del TNT, y el impulso de la fase positiva es el 55 % del equivalente del TNT . El TATP a 0,4 g/cm³ ^tiene aproximadamente un tercio de la brisancia del TNT a 1,2 g/cm³ ^según lo medido por la prueba de Hess. ^{[ 60 ]}  

El TATP resulta atractivo para los terroristas porque se prepara fácilmente con ingredientes de fácil acceso en tiendas como decolorante para el cabello y quitaesmalte. ^{[ 52 ]} También era capaz de evadir la detección porque es uno de los pocos explosivos de alta potencia que no contiene nitrógeno , ^{[ 61 ]} y, por lo tanto, podía pasar desapercibido a través de los escáneres de detección de explosivos estándar , que hasta entonces estaban diseñados para detectar explosivos nitrogenados. ^{[ 62 ]} Para 2016, los detectores de explosivos se habían modificado para poder detectar TATP y se desarrollaron nuevos tipos. ^{[ 63 ] [ 64 ]}

Se han adoptado medidas legislativas en la Unión Europea para limitar la venta de productos de peróxido de hidrógeno a concentraciones del 12 % o inferiores para el público en general. ^{[ 65 ]} Una desventaja clave es la alta susceptibilidad del TATP a la detonación accidental, que causa lesiones y muertes entre los fabricantes de bombas ilegales, lo que ha llevado a que se le conozca como la "Madre de Satán". ^{[ 64 ] [ 61 ]} Se encontró TATP en la explosión accidental que precedió a los ataques terroristas de 2017 en Barcelona y sus alrededores . ^{[ 66 ]}

La síntesis de TATP a gran escala suele delatarse por olores excesivos a lejía o afrutados. El olor puede incluso penetrar en la ropa y el cabello en cantidades bastante perceptibles; esto se informó en los atentados de Bruselas de 2016. ^{[ 67 ]} Se encontró TATP en las bombas utilizadas en el intento de atentado con bomba de 2026 en la ciudad de Nueva York, frente a Gracie Mansion en el Upper East Side de Manhattan, Nueva York , pero los dispositivos no explotaron. ^{[ 68 ] [ 69 ]}

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